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“人造太阳”照进现实,可控核聚变迎资本“点火”

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中国可控核聚变研究迎来历史性突破,2025年3月“中国环流三号”首次实现电子温度及原子核温度均突破上亿摄氏度的“双亿度”等离子体运行,标志着我国正式迈入燃烧实验阶段;专家预测可控核聚变商业化应用有望在2050年左右实现,打破“永远50年”魔咒。

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重大突破:三大装置接连刷新世界纪录

2025年,中国可控核聚变领域迎来“井喷式”突破。1月,全超导托卡马克装置“东方超环”(EAST)在安徽合肥实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,刷新世界纪录,为长时间稳定聚变反应奠定基础。[1][2]

3月,中核集团核工业西南物理研究院新一代“人造太阳”——“中国环流三号”取得里程碑式进展,首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”等离子体运行,综合参数聚变三乘积实现大幅跃升,标志着中国可控核聚变研究正式迈入燃烧实验阶段。[3][2]

4月至5月,新奥集团“玄龙-50U”实验装置接连取得突破,成为全球首个实现百万安培氢硼等离子体放电的装置,并创下秒级1.2T以上磁场条件的国际新纪录,展示了中国在多元技术路线上的探索实力。[1]

技术意义:从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”

可控核聚变被誉为人类的“终极能源”,其原理模拟太阳发光发热过程,通过氢原子核在超高温高压下聚合成氦释放巨大能量。相较于核裂变,核聚变具有能量释放更巨大、燃料资源更丰富、产物更清洁安全等突出优势,理论上可提供取之不尽、用之不竭的清洁能源。[1][2]

实现可控核聚变面临三大核心挑战:

  • 等离子体稳定性:需维持上亿摄氏度高温等离子体长时间稳定运行,目前EAST装置最长运行时间仅在千秒量级,而商用堆需保持数天甚至数月的稳定燃烧。[1]

  • 约束时间与温度平衡:需同时满足上亿摄氏度高温和足够长的等离子体约束时间,实现“劳森判据”要求的聚变条件。[3]

  • 材料与工程难题:需开发能承受极端环境的材料,如中国科学院金属研究所近期成功制备出第二代高温超导带材核心材料——哈氏合金(C276)金属基带,为聚变装置关键部件提供支撑。[4]

商业化进程:从实验室走向能源市场

在2025世界聚变能源集团第2次部长级会议暨国际原子能机构第30届聚变能大会上,核工业西南物理研究院院长助理钟武律明确表示:“实现可控核聚变已经不再是‘永远50年’,预计在2050年左右,即可实现可控核聚变的商业化应用。”[1]

业内将可控核聚变发展分为六个阶段,目前全球已进入第三阶段——燃烧实验,即真正开始实现聚变反应。后续将按计划推进实验堆、示范堆、商用堆的建设。[1]

为加速商业化进程,中国聚变公司于2025年7月首次公开亮相,作为推进我国聚变工程化、商业化的“国家队”,该公司将重点布局总体设计、技术验证、数字化研发等业务,并建设技术研发平台和资本运作平台,标志着中国可控核聚变从科研探索向产业化迈出关键一步。[2]

国际格局:中国跻身全球聚变能研发第一梯队

全球聚变能研发目前已进入多路径并行、快速迭代的新阶段,主要技术路线分为磁约束(如托卡马克、仿星器)和惯性约束两大类。[1]

中国已实现聚变能研发从“跟跑”到“并跑”的跨越,并在部分技术领域实现“领跑”。[2] 2025年以来的系列突破使中国在追求“终极清洁能源”的道路上取得关键进展,综合参数达到国际先进水平。

目前,中国已与全球140余家核聚变科研机构建立合作伙伴关系,积极参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划等国际合作项目。[2] 随着“中国环流三号”等装置进入燃烧实验阶段,中国在可控核聚变领域的国际影响力显著提升,为未来全球能源格局变革贡献中国智慧和中国方案。[3][1]

本内容由AI生成